文档介绍：一、课程名称 2PSK系统的设计
二、课程意义
运用MATLAB编程实现2PSK信号的调制及解调过程,并且输出其调制和解调过程的波形,讨论其调制和解调的意义。
三、设计原理
数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
数字调制技术的两种方法:①利用模拟调制的方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟调制的一个特例,把数字基带信号当作模拟信号的特殊情况处理;②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法,比如对载波的相位进行键控,便可获得相移键控(PSK)基本的调制方式。
图1 相应的信号波形的示例
1 0 1
调制原理
数字调相:如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,它们应处于"同相"状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了。如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为"反相"。一般把信号振荡一次(一周)作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的相位差180度,也就是反相。当传输数字信号时,"1"码控制发0度相位,"0"码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息。
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。在2PSK中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此,2PSK信号的时域表达式为
(t)=Acost+)
其中,表示第n个符号的绝对相位:
=
因此,上式可以改写为

图2 2PSK信号波形
调制原理图如下所示:

图(a) 图(b)
解调原理
2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的,所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘,然后用低通滤波器滤除高频分量,在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1,负抽样值判为0.
2PSK信号相干解调各点时间波形如图 3 所示. 当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.
图 32PSK信号相干解调各点时间波形
图4 2PSK相干解调接收系统

这种现象通常称为"倒π"°的相位模糊,所以2PSK信号的相干解调存在随机的"倒π"现象,从而使得2PSK方式在实际中很少采用.
四、软件设计过程
1、产生随机的消息代码
2、产生数字基带信号
3、产生已调信号
4、已调信号通过高斯白噪声信道
4、对信道输出端的混合信号中的噪声进行抑制
5、信号的解调
6、抽样判决码元再生
五、源程序及相应实验结果
max=10;
g=zeros(1,max);
g=randint(1,max);%长度为max的随机二进制序列
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